CZ288931B6

CZ288931B6 - Způsob řízení otáček motoru

Info

Publication number: CZ288931B6
Application number: CZ19942426A
Authority: CZ
Inventors: Hubert Lamm
Original assignee: Robert Bosch Gmbh
Priority date: 1993-02-18
Filing date: 1994-02-04
Publication date: 2001-09-12
Also published as: WO1994019863A1; DE4304960C3; CZ242694A3; EP0636286A1; DE4304960C2; DE4304960A1; DE59408200D1; US5747956A; ATE179844T1; EP0636286B1

Abstract

dic sign l, p°iv d n² na v²konov² stupe , kter² nastavuje motor, m modulovanou Ü °ku impulz . P°itom se kontroluje pr b h po tu ot ek servomotoru a porovn v se s o ek van²m pr b hem po tu ot ek pro dosa en pozvoln ho rozb hu a/nebo pozvoln ho zastaven motoru, se prov d tak, e modulace Ü °ky impulz ° dic ho sign lu se ° d v z vislosti na dr ze p°i vyu it inkrement ln ho idla.\

Description

Oblast techniky

Vynález se týká způsobu řízení otáček motoru, přičemž u řídicího signálu, přiváděného na výkonový stupeň, který nastavuje motor, se moduluje šířka impulzů a přitom se kontroluje průběh počtu otáček servomotoru a porovnává se s očekávaným průběhem počtu otáček pro dosažení pozvolného rozběhu a/nebo pozvolného zastavení motoru.

Dosavadní stav techniky

Je již známé provádět přestavování nejrůznějších ústrojí, například v motorových vozidlech, prostřednictvím servomotorů. Tyto servomotory jsou často využívány pro zdokonalení komfortu v motorových vozidlech, například pro přestavování sedadel nebo skel nebo podobně. Zpravidla jsou tyto servomotory opatřeny integrovanou motorovou elektronikou nebojsou řízeny centrální elektronikou. Aby se dosáhlo přesného ustavení systémů, které jsou poháněny servomotory, do správné polohy, je známé integrovat inkrementální čidlo, které je vytvořeno jako dráhové čidlo, které umožňuje prostřednictvím obslužného elementu převádět přestavovaná zařízení do různých poloh.

Nevýhodné však je, že může dojít prostřednictvím přírůstku zrychlení při zapojení servomotoru k nadměrně velkému mechanickému zatížení servomechaniky, což může vést k předčasnému opotřebení mechanických částí. Dále je každé zapojení servomotoru spojeno s rozběhovým zkratovým proudem, který velmi silně zatěžuje jen omezený zdroj proudu, který je k dispozici v motorovém vozidle.

Podstata vynálezu

Vynález si klade za úkol vytvořit způsob řízení otáček motoru v úvodu uvedeného druhu, který by umožňoval řízení motoru s redukovaným rozběhovým zkratovým proudem a redukovaným rozběhovým kroutícím momentem.

Uvedený úkol splňuje způsob řízení otáček motoru, přičemž u řídicího signálu, přiváděného na výkonový stupeň, který nastavuje motor, se moduluje šířka impulzů a přitom se kontroluje průběh počtu otáček servomotoru a porovnává se s očekávaným průběhem počtu otáček pro dosažení pozvolného rozběhu a/nebo pozvolného zastavení motoru, podle vynálezu, jehož podstatou je, že modulace šířky impulzů řídicího signálu se řídí v závislosti na dráze při využití inkrementálního čidla.

Prostřednictvím modulace šířky impulzů se jednoduchým způsobem dosáhne toho, že řídicí signál ve spolupráci s inkrementálním, neboli přírůstkovým, čidlem může bez problémů provádět řízení otáček motoru. Prostřednictvím většího množství počtu otáček, které jsou k dispozici, se dosáhne nejen zdokonalení komfortu prostřednictvím možnosti přesnějšího polohování přestavovaných zařízení, ale také redukovaného rozběhového momentu. Tím se odstraní zatížení způsobené nárůstem zrychlení těch mechanických částí, které zajišťují přestavování.

Dále je prostřednictvím nastavení nejprve snížených otáček motoru možné uskutečnit takzvaný pozvolný rozběh nebo pozvolné zastavení motoru. Přitom je výhodné, že postupným zvyšováním počtu otáček motoru se redukuje rozběhový zkratový proud, který zatěžuje zdroj proudu, a mimoto se dosáhne seřízení úrovně a přezkoušení všech mechanických součástí bez kmitání a tím i se sníženou hlučností až do maximální oblasti zatížení.

Podle výhodného provedení vynálezu se modulace šířky impulzů řídicího signálu řídí v závislosti na době a dráze.

Modulace šířky impulzů řídicího signálu se s výhodou provádí monotónně.

-1 CZ 288931 B6

Podle výhodného provedení se prostřednictvím řídicího signálu provádí zvýšení počtu otáček nebo snížení počtu otáček servomotoru přímo proporcionálně.

Modulace šířky impulzů řídicího signálu se s výhodou provádí z, popřípadě na, od nuly se odlišující výchozí, popřípadě konečnou hodnotu.

Podle dalšího výhodného uspořádání vynálezu se předpokládá, že počet otáček motoru se kontroluje a porovnává s referenční hodnotou. Při minimální odchylce lze prostřednictvím modulace šířky impulzů řídicího signálu uskutečnit přizpůsobení otáček motoru. Tím lze výhodným způsobem dosáhnout toho, že navzdory případně nízkého napětí baterie, případně při příliš velkém zatížení, lze počet otáček motoru nastavit na minimum, což je nutné k tomu, aby bylo možné dosáhnout uspokojivé rychlosti přestavování.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález bude dále blíže objasněn na příkladech provedení podle přiložených výkresů, na nichž: obr. 1 znázorňuje průběh řídicího signálu na příkladu pozvolného rozběhu, obr. 2 znázorňuje průběh řídicího signálu na příkladu pozvolného zastavení.

Příklady provedení vynálezu

Na obr. 1 je znázorněn průběh řídicího signálu, u kterého se modulace šířky impulzů mění v závislosti na době nebo dráze. V okamžiku to má řídicí signál výchozí hodnotu, která má nulovou hodnotu nebo, jak je čárkovaným průběhem signálu vyznačeno, má velikost, která se liší od nuly. Protože řídicí signál nastavuje výkonový koncový stupeň, kteiý je určen například tak, že prostřednictvím regulace napětí stanovuje počet otáček servomotoru, je ke každé výstupní hodnotě řídicího signálu přiřazen určený počet otáček servomotoru.

U znázorněného příkladu provedení je nyní řídicí signál až do okamžiku ti, který může činit například 0,25 sekundy, modulován modulováním šířky impulzů až na koncovou hodnotu 100 %. Prostřednictvím monotónní modulace šířky impulzů řídicího signálu se současně zvýší až na konečnou hodnotu počet otáček servomotoru. Prostřednictvím tohoto pozvolný průběh obsahujícího postupného zvýšení počtu otáček motoru se dosáhne toho, že v okamžiku zapnutí nevzniká žádný velký rozběhový zkratový proud, a že se prostřednictvím redukovaného rozběhového momentu dosáhne pomalu narůstajícího přenášení sil na servomechaniku. Vzhledem k tomu, že servomotory vykonávají svoji přestavovací funkci zpravidla prostřednictvím vloženého převodu, je popsaným pozvolným rozběhem také současně sníženo vytváření hluku, například v uvedeném převodu.

Výhodným způsobem lze prostřednictvím elektroniky motoru pozorovat průběh počtu otáček při rozběhu celého motorového systému a tím, že se tento průběh porovnává s očekávaným průběhem počtu otáček, je možné při odchylce, to znamená v určitém okamžiku t, kdy ještě není dosaženo očekávaného počtu otáček motoru, dojít k závěru, že například na servomechanice došlo k poruše, popřípadě se vyskytla nějaká překážka, což by mohlo být příčinou požadavků na příliš velké síly a tak vést ke zničení servomotoru. Tak lze popsaného ovládání motoru současně využít pro diagnózu celého přestavovacího systému.

Jako výchozí hodnoty pro nastavení počtu otáček servomotoru lze také, jak je znázorněno u příkladu provedení čárkovanými čarami, využít menšího počtu otáček vzhledem ke konečnému počtu otáček, například při 50% modulaci šířky impulzů. Tak lze místo konstantního lineárního nárůstu modulace šířky impulzů nastavit zvýšení počtu otáček po krocích, případně v intervalech.

Místo na čase závislého řízení modulace šířky impulzů lze také provést na dráze závislé řízení modulace šířky impulzů. Přitom lze využít úhlového čidla, které reguluje modulaci šířky impulzů v závislosti na úhlu a, takže při dosažení úhlu a, například o hodnotě 180°, zaujme řídicí signál koncovou hodnotu a servomotor tím dosáhne svého jmenovitého počtu otáček.

-2CZ 288931 B6

Na obr. 2 je znázorněn průběh řídicího signálu na příkladu pozvolného zastavení. V okamžiku [2 je řídicí signál v intervalu až k okamžiku tj monotónně modulován modulací šířky impulzů, u příkladu provedení na 50 %. Tím má počet otáček servomotoru v okamžiku tj, který je modulován modulací šířky impulzů s počtem otáček přestavovacího motoru, přičemž okamžik [3 má například hodnotu tj + 0,25 sekund, již jen polovinu hodnoty původního jmenovitého počtu otáček.

Zcela analogickým způsobem lze samozřejmě řídicí signál modulovat dolů až na koncovou hodnotu nula.

Jak již bylo k obr. 1 uvedeno při pozvolném rozběhu, může být modulace šířky impulzů řídicího signálu prováděna také prostřednictvím na dráze závislého úhlového čidla, takže například při úhlu α¹ = α + 180° je řídicí signál také modulován modulací šířky impulzů na hodnotu 50 % výchozí hodnoty. Prostřednictvím tohoto nastaveného redukovaného počtu otáček servomotoru je možné uskutečnit s výhodou zdokonalené jemné nastavení přestavovaných zařízení, například nastavení určité polohy sedadla nebo určitého stupně otevření okna u motorových vozidel.

Vzhledem k nízkému napětí baterie však může dojít také k tomu, že počet otáček servomotoru, který se nastavil, je příliš malý ktomu, aby se dosáhlo požadované postačující rychlosti přestavování. V takovém případě lze jednoduchým způsobem kontrolovat okamžitý skutečný počet otáček a porovnat jej se stanoveným minimálním počtem otáček. Pokud je nyní skutečný počet otáček motoru vyšší než jako referenční hodnota sloužící stanovený minimální počet otáček, neuskuteční se prostřednictvím řídicího signálu žádný zásah do motorového systému. Pokud však by byl skutečný počet otáček motoru pod stanovenou referenční hodnotou, lze prostřednictvím stupňovité modulace šířky impulzů řídicího signálu, který je vydáván prostřednictvím zde blíže neuváděné řídicí elektroniky, nastavovat ve stanovených snímacích intervalech výkonový koncový stupeň, který provádí vlastní řízení servomotoru, tak dlouho, dokud není skutečný počet otáček motoru v souladu se stanoveným minimálním počtem otáček. Pokud by se přes stupňovitou modulaci šířky impulzů řídicího signálu nedosáhlo minimálního počtu otáček servomotoru, zjistí se alespoň, že servomotor je provozován se svým maximálním kroutícím momentem, a že pravděpodobně existuje zdroj poruchy, například v servomechanice.

PATENTOVÉ NÁROKY

Claims

1. Způsob řízení otáček motoru, přičemž u řídicího signálu, přiváděného na výkonový stupeň, který nastavuje motor, se moduluje šířka impulzů a přitom se kontroluje průběh počtu otáček servomotoru a porovnává se s očekávaným průběhem počtu otáček pro dosažení pozvolného rozběhu a/nebo pozvolného zastavení motoru, vyznačující se tím, že modulace šířky impulzů řídicího signálu se řídí v závislosti na dráze při využití inkrementálního čidla.

2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se t í m, že modulace šířky impulzů řídicího signálu se řídí v závislosti na době a dráze.

3. Způsob podle jednoho z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že modulace šířky impulzů řídicího signálu se provádí monotónně.

4. Způsob podle jednoho z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že prostřednictvím řídicího signálu se provádí zvýšení počtu otáček nebo snížení počtu otáček servomotoru přímo proporcionálně.

5. Způsob podle jednoho z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že modulace šířky impulzů řídicího signálu se provádí z, popřípadě na, od nuly se odlišující výchozí, popřípadě konečnou hodnotu.

-3I

6. Způsob podle jednoho z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že počet otáček motoru se kontroluje a porovnává s referenční hodnotou a při minimální odchylce počtu otáček motoru od referenční hodnoty se v předem stanoveném intervalu mění modulace šířky impulzů řídicího signálu.